Massendurchflussregler (Mass Flow Controller) für Gase

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1 Massendurchflussregler (Mass Flow Controller) für Gase Typ 87 kombinierbar mit Direkte Durchflussmessung für Nenndurchflüsse von 0 ml N /min bis 80 l N /min (N ) in MEMS-Technologie Hohe Mess- und Wiederholgenauigkeit Schutzart IP6 Optional Feldbus Typ 869 Mehrkanalregler Typ 00 /- oder /- Wege Magnetventil Typ 60 /-Wege Magnetventil Typ 6606 /- oder /- Wege Magnetventil Typ 87 ist ein Gerät zur Regelung des Massendurchflusses von Gasen, welcher für die meisten Anwendungen in der Prozesstechnik relevant ist. Der vom Sensor auf Siliziumchipbasis (siehe Beschreibung Seite ) gelieferte Istwert wird in der digitalen Regelelektronik mit dem vorgegebenen Sollwert verglichen; bei Vorliegen einer Regeldifferenz wird über einen PI-Regelalgorithmus die an das Proportionalventil ausgegebene Stellgrösse modifiziert und damit die Regeldifferenz ausgeglichen. Dadurch, dass der Sensor sich direkt im Bypasskanal befindet, wird eine sehr schnelle Reaktionszeit des Gerätes erreicht. Der Massendurchfluss kann unabhängig von Druck- oder Temperaturschwankungen oder anderen Veränderungen in der Anlage auf einem festen Wert gehalten oder einem vorgegebenen Sollwertprofil nachgefahren werden. Der Typ 87 kann auf zwei verschiedene Gase kalibriert werden, zwischen denen der Benutzer umschalten kann. Ein reibungsarm arbeitendes Proportionalventil gewährleistet als Stellglied eine hohe Ansprechempfindlichkeit und gute Regeleigenschaften des Gerätes. Zur Parametrisierung und Diagnose steht die Software MassFlowCommunicator zur Verfügung. Typische Anwendungsgebiete sind Gasdosierungen bzw. die Herstellung von Gasgemischen in: Pharmaindustrie Lebensmittel- und Getränkeindustrie Umwelttechnik Wärmebehandlung Technische Daten Endwertebereich (Q nenn ) ) 0,0 ml N /min ) bis 80 l N /min (N ) Messspanne :0, höhere Spanne auf Anfrage Betriebsmedien neutrale, nicht kontaminierte Gase (andere auf Anfrage) Kalibriermedium Betriebsgas oder Luft mit Korrekturfunktion Max. Betriebsdruck (Eingangs-/ Vordruck) Mediumstemperatur Umgebungstemperatur Messgenauigkeit Wiederholgenauigkeit Ausregelzeit (t 9% ) Werkstoffe Grundblock Gehäuse Dichtungen Leitungsanschluss Stellglied (Proportionalventil) Ventil-Nennweiten k Vs -Werte Elektr. Anschluss Zusätzlich bei Feldbus: bis max. 0 bar (psi), abh. von der Ventilnennweite -0 bis +70 C (-0 bis +60 C bei Sauerstoff) -0 bis +0 C ±0,8% v.m. ±0,% v.e. (nach min. Aufwärmzeit) ±0,% v.e. <00ms Edelstahl PC FKM, EPDM (andere auf Anfrage) G /, NPT / oder Einschraubverschraubung stromlos schliessend 0,0 bis,0 mm 0,00006 bis 0, m/h Buchse M6, rund, 8-polig und Buchse D-Sub HD, -polig bei PROFIBUS DP: Buchse M -polig (für IP6) oder D-Sub 9-polig bei DeviceNet/CANopen: Stecker M -polig (für IP6) oder D-Sub 9-polig V DC Betriebsspannung Spannungstoleranz ±0% Restwelligkeit <% Leistungsaufnahme, W (abhängig vom verwendeten Proportionalventil) ) Der Nenndurchfl uss ist der größte kalibrierte und ausregelbare Durchfl usswert. Der Nenndurchfl ussbereich gibt den Bereich möglicher Nenndurchfl usswerte an. ) Index N: Durchfl ussnennwerte bezüglich,0 bar(a) und 0ºC, alternativ auch Index S: Durchfl ussnennwerte bezüglich,0 bar(a) und 0ºC S. /8

2 Technische Daten Technische Daten (Fortsetzung) Eingangssignal (Sollwertvorgabe) Eingangsimpedanz Ausgangssignal (Istwertausgabe) Max. Strom (bei Spannung) Max. Bürde (bei Strom) Digitale Kommunikation über Adapter möglich: Feldbusoption Schutzart (mit angeschlossenen Kabeln) 0 V, 0 0V, 0 0 ma oder 0 ma >0 k Ω (Spannung) <00 Ω (Strom) 0 V, 0 0 V, 0 0 ma oder 0 ma 0 ma 600 Ω RS, Modbus RTU (über RS-Schn.) RS8, RS oder USB (siehe Zubehörtabelle auf S. ) PROFIBUS-DP, DeviceNet, CANopen (D-Sub HD bei Feldbus über Dichtkappe abgedeckt) IP6 Abmessungen [mm] (ohne Verschr.) siehe Zeichnungen auf den Seiten 6-8 Gesamtmasse 00 g (Ventil intern) Einbaulage horizontal oder vertikal Leuchtiodenanzeige (Default, andere Funktionen wählbar) Binäreingänge (Default, andere Funktionen wählbar) Binärausgänge (Default, andere Funktionen wählbar) Zustandsanzeige für Power, Communication, Limit, Error drei. Start Autotune. nicht zugeordnet, Gasumschaltung bei Kal. von zwei Gasen. nicht zugeordnet zwei Relaisausgänge. Limit (Sollwert kann nicht erreicht werden). Error (z.b. Sensorbruch) Belastbarkeit: max. 60 V, A, 60 VA Nenndurchflussbereiche typischer Gase (Andere Gase auf Anfrage) Gas Min. Q Nenn [l N /min] Argon Helium Kohlendioxid Luft Methan Sauerstoff Stickstoff Wasserstoff Max. Q Nenn [l N /min] Funktionsprinzip der Messwerterfassung Die Messwerterfassung findet beim Typ 87 direkt im Nebenkanal statt. Ein Laminar-Flow-Element im Hauptkanal erzeugt einen geringen Druckabfall, welcher einen kleinen Teil des Gesamtdurchflusses durch den Ne ben kanal treibt. Der dort sitzende Sensor erfasst den Massendurchfluss direkt als Temperaturunterschied. Die Messung erfolgt hier in einem speziell geformten Strömungskanal, dessen Wandung an einer Stelle einen Si-Chip mit einer freigeätzten Membran enthält. Auf dieser Membran sind ein Heizwiderstand sowie, symmetrisch zu diesem, stromaufwärts und stromabwärts, zwei Temperatursensoren aufgebracht. Hinweise zur Geräteauswahl Zur optimalen Auslegung des Stellgliedes im MFC (Ventilnennweite) sollten neben dem geforderten Maximaldurchfluss Q nenn die Druckwerte unmittelbar vor und nach dem MFC (p, p ) bei diesem Durchfluss Q nenn bekannt sein. Diese sind i.a. nicht identisch mit dem Ein- und Ausgangsdruck der gesamten Anlage, weil sowohl vor als auch nach dem MFC in der Regel zusätzliche Strömungswiderstände (Rohrleitungen, zusätzliche Absperrventile, Düsen etc.) vorhanden sind. Wird der Heizwiderstand mit einer konstanten Spannung gespeist, ist die Differenzspannung der Temperatursensoren ein Maß für den Massendurchfluss des im Strömungskanal über den Chip strömenden Gases. Messung zugänglich sind, ist eine Abschätzung unter Berücksichtigung der ungefähren Druckabfälle über die Strömungswiderstände vor und nach dem MFC bei Q nenn notwendig. Die Angabe des maximal zu erwartenden Eingangsdrucks p max ist erforderlich, um die Dichtschliessfunktion des Stellglieds in allen Betriebszuständen sicherzustellen. Im Spezifikationsblatt (S. 9) sind stets die Druckwerte unmittelbar vor und nach dem MFC anzugeben. Falls diese nicht bekannt oder durch Bitte benutzen Sie für die Angaben zur Auslegung das Formular auf Seite 8. S. /8

3 Bestell-Tabelle Zubehör Artikel Bestellnummer Anschlussstecker/-kabel Rundstecker M6 8-pol. (Lötanschluss) Rundstecker M6 8-pol. mit m Kabel, einseitig konfektioniert Rundstecker M6 8-pol. mit 0m Kabel, einseitig konfektioniert Stecker D-Sub HD -pol. mit m Kabel, einseitig konfektioniert Stecker D-Sub HD -pol. mit 0m Kabel, einseitig konfektioniert Adapterzubehör ) RS-Adapter zum Anschluss eines PC in Verbindung mit einem Verlängerungskabel (Best.Nr. 9709) 6 77 Verlängerungskabel für RS 9-pol. Buchse/Stecker m RS-Adapter (RS8-kompatibel) USB-Adapter USB-Anschlusskabel m Adapter für manuelle Busadresseinstellung (statt über SW) 667 Software MassFlowCommunicator Download unter Feldbuszubehör PROFIBUS DP (B-codiert) DeviceNet/ CANopen (A-codiert) M-Stecker gerade ) M-Buchse (Kupplung) gerade ) Y-Verteiler ) T-Verteiler 98 (auf Anfrage) Abschluss-Widerstand 90 (auf Anfrage) GSD-Datei (PROFIBUS), EDS-Datei (DeviceNet, CANopen) Download unter ) Das Adapterzubehör dient der Inbetriebnahme und Diagnose und ist nicht zwingend für den Betrieb erforderlich. ) Die M Einzelsteckverbinder, wie hier aufgeführt, eignen sich aus Platzgründen nicht für deren gleichzeitige Verwendung auf derselben Seite des Y-Verteilers. Bitte verwenden Sie immer mindestens ein im Handel erhältliches umspritztes Kabel. Busadressadapter 667 Bei Y-Verteiler M P-DP: DVN/CAN: 97 RS-Adapter 6 77 RS-Adapter M P-DP: 98 7 DVN/CAN: 97 6 ODER Abschlusswiderstand P-DP: 90 (Stecker) DVN/CAN: auf Anfrage M-Buchse mit Kabel M-Stecker mit Kabel T-Verteiler P-DP: 98 DVN/CAN: auf Anfrage Y-Verteiler P-DP: DVN/CAN: M P-DP: DVN/CAN: 97 6 USB-Adapter S. /8

4 Anschlussbelegung Buchse D-Sub HD Pin Belegung Analoge Ansteuerung Sollwerteingang + N.C. ) Busansteuerung Sollwerteingang GND N.C. Istwertausgang + N.C. Binäreingang V-Ausgang (nur werksinterne Verw.) 6 RS TxD (direkter Anschluss an PC) 7 Binäreingang 8 GND (für Binäreingänge) 9 nur werksintene Verw. (nicht belegen!) 0 V-Ausgang (nur werksinterne Verw.) V-Ausgang (nur werksinterne Verw.) Binäreingang Istwertausgang GND N.C. RS RxD (direkter Anschluss an PC) DGND (für RS-Schnittstelle) ) N.C.: not connected (nicht belegt) Hinweis: Optional Pin und bei Busversion als Transmittereingang möglich Die Leitungslänge für RS/ Soll- und Istwertsignal ist auf 0m begrenzt. Buchse M6 rund 8-polig Pin Belegung V-Versorgung Relais Mittelkontakt Relais Mittelkontakt 6 Relais Öffner Relais Schliesser 6 V-Versorgung GND 7 Relais Schliesser 8 Relais Öffner Buchse D-Sub 9-polig (nur bei Feldbusausführung) Pin Belegung PROFIBUS DP DeviceNet/ CANopen Schirm Schirm N.C. CAN-L Datenleitung RxD/TxD P (B-Leitung) GND RTS N.C. (Steuersignal für Repeater) GND N.C. 6 VDD (nur für Abschlusswiderstand) N.C. 7 N.C. CAN-H Datenleitung 8 RxD/TxD N (A-Leitung) N.C. 9 N.C. N.C. S. /8

5 Anschlussbelegung (Fortsetzung) PROFIBUS DP Buchse B-codiert M (DPV max. Mbaud) Pin Belegung VDD (nur für Abschlusswiderstand) RxD/TxD N (A-Leitung) DGND RxD/TxD P (B-Leitung) N.C. DeviceNet/ CANopen Stecker A-codiert M Pin Belegung Schirm N.C. 6) DGND CAN_H CAN_L 6) Optional Belegung mit V DC möglich zur zus. Geräte- Spannungsversorgung über diesen Stecker. Die Spannungsversorgung des Rundsteckers M6 darf in diesem Fall nicht angeschlossen werden. S. /8

6 Abmessungen [mm] Standardausführung x M - 0 tief Maß A G / NPT /,8, 97 Bei Feldbus DSub M, A A, 7 7,9 9, 7,9 Flanschausführung x, x 8,8 x 6,,, , 8 9 7,,8 7,8 0 M, 0 S. 6/8

7 Abmessungen [mm] (Fortsetzung) Ausführung mit externem Ventil M - 0 tief Maß A G / NPT / Feldbusanschlussvarianten siehe Zeichnungen auf den Seiten zuvor M - 0 tief M, A A 7 8, 70 9 S. 7/8

8 MFC/MFM-Applikationen - Angebotsanfrage Bitte ausfüllen und an Ihr nächstgelegenes Bürkert Vertriebs-Center senden* Firma Ansprechpartner Kunden-Nr. Abteilung Hinweis Sie können die Felder direkt in der Datei ausfüllen, bevor Sie das Formular ausdrucken Strasse PLZ-Ort Tel./Fax MFC-Applikaton MFM-Applikation Stückzahl Erforderlicher Liefertermin Mediumsangaben Gasart (bzw. Gasanteile bei Gemischen) Dichte kg/m 7) Medientemperatur [ºC oder ºF] ºC ºF Feuchtegehalt g/m Abrasive Bestandteile/Festpartikel nein ja, folgende: Fluidische Daten Durchflussbereich Q nenn Min. l N /min 7) l S /min (slpm) 8) Max. m N /h 7) kg/h cm N /min 7) cm S /min (sccm) 8) l N /h 7) l S /h 8) 9) Eingangsdruck bei Q nenn p = bar(ü) Ausgangsdruck bei Q nenn p = bar(ü) Max. Eingangsdruck P max bar(ü) MFC/MFM-Leitungsanschluss ohne Einschraubverschraubung / G-Gewinde (DIN ISO 8/) / NPT-Gewinde (ANSI B.) mit Einschraubverschraubung (gemäß Angabe bei Rohrleitung) mm Rohrleitung (Außen Ø) Zoll Rohrleitung (Außen Ø) Flanschausführung Einbaulage horizontal vertikal, Durchfluss nach oben Umgebungstemperatur C vertikal, Durchfluss nach unten Werkstoffangaben Grundblock Aluminium Edelstahl Gehäuse Kunststoff Metall (nicht bei Typen 87/870 und nicht bei Feldbus) Dichtungen FKM EPDM Elektrische Daten Signale für Sollwerteingang/ mit Normsignal über Feldbus Istwertausgang Sollwert Istwert Bitte alle Druckwerte als Überdruck zum Atmosphärendruck [bar(ü)] angeben 7) bei:,0 bar(a) und 0ºC 8) bei:,0 bar(a) und 0ºC 9) entspricht dem Kalibrierdruck 0- V 0- V PROFIBUS DP M 0-0 V 0-0 V DeviceNet D-Sub 0-0 ma 0-0 ma CANopen (nur bei Typen 87/870) -0 ma -0 ma Klicken Sie bitte hier, um die für Sie zuständige Bürkert Niederlassung in Ihrer Nähe zu finden g Bei speziellen Anforderungen beraten wir Sie gerne. Änderungen vorbehalten Christian Bürkert GmbH & Co. KG 0/7_DE-de_ S. 8/8